物质跨膜运输方式
第4章 第3节 物质跨膜运输的方式
第3节物质跨膜运输的方式学习目标 1.说出被动运输与主动运输的异同。
2.举例说明物质跨膜运输方式的类型和特点。
3.简述主动运输对细胞生活的意义。
素养要求 1.生命观念：认同生物膜的功能特性——选择透过性。
2.科学思维：推测影响各种跨膜运输方式的环境因素，并能作出合理解释。
一、物质跨膜运输的方式1．被动运输：物质进出细胞时，顺浓度梯度的扩散。
方式自由扩散协助扩散图示甲乙条件不需要载体蛋白，不消耗能量需要载体蛋白，不消耗能量实例水、O2、CO2等葡萄糖等物质的顺浓度梯度运输运输方向高浓度一侧→低浓度一侧2.主动运输(1)物质运输方向：从低浓度一侧→高浓度一侧。
(2)基本条件①细胞膜上相应载体蛋白的协助。
②消耗细胞内化学反应所释放的能量。
(3)实例：K＋进红细胞；Na＋出红细胞。
(4)生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
(1)水分子和气体分子进出细胞的方式是自由扩散，脂肪酸进出细胞的方式是协助扩散()(2)葡萄糖进入红细胞与进入小肠上皮细胞的方式可能不同()(3)自由扩散和协助扩散都不需要载体蛋白和能量()(4)在一定浓度范围内，协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比()答案(1)×(2)√(3)×(4)√1．细胞膜上的载体蛋白有何特点？提示具有特异性：不同物质的载体蛋白不同，不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同；具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
2．从主动运输的条件角度分析，与主动运输有直接关系的细胞器有哪些？提示线粒体(提供能量)，核糖体(提供载体蛋白)。
二、影响物质运输速率的因素1．浓度差(1)图甲：可代表浓度差对自由扩散速率的影响。
(2)图乙：可代表浓度差对协助扩散或主动运输速率的影响，Q点后运输速率不再增加的原因是载体蛋白的数量有限。
2．O2浓度(1)图甲代表的物质运输方式为自由扩散或协助扩散。
物质跨膜运输的方式
运 输 速 率
浓度差
自由扩散
氧气，二氧化碳 氧气， 氮气， 氮气，苯 水，甘油，乙醇 甘油， 氨基酸 葡萄糖 核苷酸 氢离子，钠离子、 氢离子，钠离子、 钾离子，钙离子、 钾离子，钙离子、 氯离子，镁离子、 氯离子，镁离子、 碳酸氢根
１.什么样的分 子能够通过脂 双层？ 双层？什么样 的分子不能通 过？ ２.葡萄糖不能通 过无蛋白质的脂 双层，但是， 双层，但是，红 细胞和小肠上皮 细胞能大量吸收 葡萄糖， 葡萄糖，该怎么 解释呢？ 合成的脂双层 解释呢？
资料分析
1、表4-1 丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比 、
2、人红细胞中K+的浓度比血浆高 倍， Na+的 、人红细胞中 的浓度比血浆高30倍 浓度却只有血浆的1/6，细胞却仍在“ 浓度却只有血浆的 ，细胞却仍在“吸K+排 Na+”。 。
三、主动运输
• •
物质运动的方向？ 物质运动的方向？ 需不需要载体蛋白的帮助？ 需不需要载体蛋白的帮助？ 消耗能量吗？ 消耗能量吗？ 载体蛋白
它们进出时需要什么条件？ 它们进出时需要什么条件？
一、自由扩散
• 物质运动的方向？ 物质运动的方向？ • 需不需要载体蛋白的帮助？ 需不需要载体蛋白的帮助？ • 消耗能量吗？ 消耗能量吗？
载体蛋白 小分子物质
细 胞 外 细 胞
细 胞
结合图片和动画，总结自由扩散的特点！ 结合图片和动画，总结自由扩散的特点！
运 输 速 率
主动运输
氧气浓度
主动运输的意义
保证了活细胞能够按照生命活 动的需要，主动选择吸收 吸收所需 动的需要，主动选择吸收所需 要的营养物质 排除代谢废物 营养物质， 要的营养物质，排除代谢废物 和对细胞有害的物质。 和对细胞有害的物质。
跨膜运输方式
1. 能 通 过 脂 双 层 的 物质有：
气体、水和脂溶性
甘油
小分子物质
乙醇
氨基酸 葡萄糖 核苷酸
2. 不 能 通 过 脂 双 层 的物质有：
H+、Na+、
氨基酸、葡萄糖等
K+、Ca2+
较大的有机分子和
、 HCO3-
带电荷的离子
合成的脂双层
精选ppt
6
3.为什么小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖？
对比
4. 水 解 酶 最 适
pH≈5.0 ， 细 胞 质
基质pH ≈ 7.0，
那么H+进入溶酶体
的方式是 __主__动__运__输__。
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25
练一练：如图是某组织细胞部分结构及生
理过程的示意图。请据图回答：
5. 图 中 过 程 ⑥ → ⑨ 说明溶酶体具有 分解__衰__老__、__损__伤__细__胞__器 的功能；分解产物 通过_胞__吐__方式排出 细胞，这都依赖于 生物膜的_流__动__性__。
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一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吞 3.举例
精选ppt
20
一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吐
1.概念：与胞吞作用相反，将细胞内的分 泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞膜 运出细胞的过程。
精选ppt
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一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吐 2.特点：
①运输大分子与颗粒性物质，如分泌蛋白
②；消耗细胞代谢产生的能量
第4章 细胞的物质输入
和输出
第3节 物质跨膜运输的
方式
二部生物组 精选ppt
知识回顾
（一）物质跨膜运输方式
归纳总结跨膜物质转运方式
归纳总结跨膜物质转运方式跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要过程，细胞通过不同的方式将物质从细胞外输送到细胞内，或将物质从细胞内排出到细胞外。
本文将归纳总结跨膜物质转运的方式，并对其特点进行概述。
一、被动扩散被动扩散是一种自发的物质转运方式，无需能量输入。
它依靠物质的浓度梯度进行推动，即从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散。
被动扩散的速率受到温度、浓度梯度、分子尺寸和膜通透性等因素的影响。
该方式常见的例子包括氧气和二氧化碳的跨膜转运。
二、主动运输主动运输是一种需要能量输入的物质转运方式，可逆转运。
细胞通过特定的膜蛋白通道将物质从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧，与被动扩散相反。
这一过程需要利用细胞内的能量，常见的能量形式包括ATP和电化学梯度。
主动运输可以分为原位运输和团队运输两种类型。
1. 原位运输原位运输是指通过特定的跨膜蛋白直接将物质从细胞内转运到细胞外，或从细胞外转运到细胞内。
例如，钙离子通过钙离子泵从细胞质转运到细胞外，或通过钙离子通道从细胞外进入细胞质。
2. 组运输组运输是指通过跨膜蛋白将物质从细胞内转运到细胞外，或从细胞外转运到细胞内的过程中，与另一种物质共同转运。
这种方式常见于某些离子和分子对的转运，如钠-钾泵和葡萄糖-钠共转运体。
三、细胞内液泡运输细胞内液泡运输是细胞内物质转运的一种方式，通过液泡的形成、融合和运输，实现物质在细胞内的转移。
细胞内液泡运输分为内吞作用和分泌作用两种。
1. 内吞作用细胞通过囊泡与细胞膜融合，将细胞外的物质包裹进液泡内形成内吞泡。
这种方式常见于细胞摄取外源性物质，如细胞吞噬细菌的过程。
2. 分泌作用分泌作用是细胞内物质释放到细胞外的过程，细胞内的物质通过液泡与细胞膜融合，并将物质释放至细胞外。
分泌作用发生在多种细胞类型中，如胰岛细胞释放胰岛素。
四、背袋运输背袋运输是一种细胞自体膜形成的过程，细胞膜通过背外凹形成小囊泡，在转运物质的同时形成背内凹。
这种方式常见于蛋白质内吞作用和排泄作用。
物质跨膜运输的方式
3．若对离体的心肌细胞施用某种毒素，可使心肌 ．若对离体的心肌细胞施用某种毒素， 细胞对钾吸收量明显减少， 细胞对钾吸收量明显减少 ， 而对钠吸收则不受影 B 这种毒素的作用是（ 响。这种毒素的作用是（ ）。 A．抑制呼吸酶的活性 ． C．改变了细胞膜的结构 ． 侧的浓度 B．抑制载体的活动 ． D．改变了细胞膜两 ．
NO − K+ 3
运 运 输 速 率 率
Hale Waihona Puke 自由扩散输 速运
输
主动运输
速 率
协助扩散
浓度差
A
B
耗氧量
浓度差
C
上面几幅坐标图中所表示的分别 思考！ 是哪种物质运输方式？为什么？
3 下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答： 下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
代表______分子 分子； 代表 代表_______； 代表 （1）A代表 蛋白质分子；B代表磷脂分子 D代表 糖蛋白 。 ） 代表 ； 代表_______。 的厚度变小， （3）动物细胞吸水膨胀时 的厚度变小，这说明 具有 ）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小 这说明B具有 流动性 __________。 。 、 、 的五种过程中， （4）在a～e的五种过程中，代表被动转运的是 b、c、d 。 ） ～ 的五种过程中 代表被动转运的是________。 b （5）可能代表氧气转运过程的是图中编号 ）可能代表氧气转运过程的是图中编号__________； ； 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 a __________。 。
主动运输
运 输 速 率
主动运输的意义：
保证了活细胞能够按照生命活动的需要， 保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动 活细胞能够按照生命活动的需要 选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物 所需要的营养物质 代谢废物和 选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和 对细胞有害的物质。 有害的物质 对细胞有害的物质。
物质的跨膜运输方式
物质的跨膜运输方式细胞是生物体内最基本的单位，也是生命的基础。
细胞内的物质运输是细胞内外物质交换的重要方式之一，对于细胞的正常生理功能具有重要作用。
本文将介绍物质的跨膜运输方式，包括主动转运、被动扩散和细胞吞噬。
主动转运主动转运是细胞利用化学能或者电能将物质从低浓度区域向高浓度区域运输的过程。
这种运输方式需要消耗能量，主要通过ATP酶水解ATP的能量来驱动。
主动转运分为单向转运和反向转运两种方式。
单向转运是指物质从低浓度区域向高浓度区域运输，这种转运方式需要利用外源能量，经常发生在细胞内的膜蛋白上。
细胞膜上的离子泵、载体蛋白和Na+/K+转运酶就是单向转运的代表。
反向转运是指物质从高浓度区域向低浓度区域运输。
这种转运方式也需要能量，但是与单向转运不同的是，反向转运的能量来源是物质的浓度梯度。
细胞膜上的离子通道和运动蛋白就是反向转运的代表。
被动扩散被动扩散是指物质在不消耗能量的情况下，从高浓度区域向低浓度区域运动的过程。
这种转运方式是自发的，不需要外源能量，主要受物质的浓度梯度、分子大小、极性、电荷等因素的影响。
被动扩散分为简单扩散和依赖扩散两种方式。
简单扩散是指物质在细胞膜中自由运动的过程，不需要特定的载体或通道。
分子量小、疏水性强、不带电荷的分子容易通过简单扩散进入或离开细胞。
例如，氧气、二氧化碳等小分子就可以通过简单扩散进入或离开细胞。
依赖扩散是指物质通过特定的通道或载体蛋白进入或离开细胞。
这种扩散方式主要受通道或载体蛋白的选择性和数量的影响。
例如，水分子通过细胞膜上的水通道蛋白进入或离开细胞，葡萄糖则通过细胞膜上的载体蛋白进入细胞。
细胞吞噬细胞吞噬是指细胞通过吞噬外来物质的方式将其引入细胞内部。
这种方式主要通过细胞膜上的受体介导，将外来物质包裹在细胞膜上形成囊泡，然后将其引入细胞内部。
细胞吞噬分为三种方式：胞吞作用、胞吸作用和胞嗑作用。
胞吞作用是指细胞通过细胞膜上的受体介导，将固体颗粒或细胞整体吞噬入细胞内部。
物质跨膜运输的方式及特点
物质跨膜运输的方式及特点全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程，它通过不同的方式将物质穿过细胞膜，实现细胞内外环境的稳定。
目前已经发现了多种物质跨膜运输的方式，每种方式都有其独特的特点和机制。
一、主动运输主动运输是细胞内外物质运输的一种方式，它需要消耗能量以克服浓度梯度，使物质从低浓度区域向高浓度区域移动。
主动运输主要包括原子运输和小分子运输。
原子运输是通过特定的载体蛋白质，如离子泵和Na+/K+泵，将原子从低浓度区域转移到高浓度区域。
小分子运输是指通过载体蛋白将小分子物质进行跨膜运输，如葡萄糖转运蛋白和脂质转运蛋白。
主动运输的特点是能够实现对细胞内外环境的精确调控，使细胞内外物质浓度始终保持在理想的水平，从而维持细胞的正常功能。
主动运输还能够应对外界环境的变化，以保持细胞内外的稳态。
被动运输是通过跨膜通道进行物质运输的一种方式，不需要额外的能量消耗，只是依靠浓度梯度推动物质从高浓度区域向低浓度区域移动。
被动运输主要包括扩散和渗透。
扩散是通过脂质双层之间的小孔或蛋白通道，使分子从高浓度区域向低浓度区域自发扩散。
渗透是指水分子通过膜上的水通道蛋白，使水分子从高浓度区域向低浓度区域流动。
被动运输的特点是高效、快速，能够满足细胞对物质的迅速需求。
被动运输还能够避免能量浪费，提高细胞对物质的利用效率。
三、运动蛋白介导的跨膜运输除了上述两种跨膜运输方式外，还存在一种通过运动蛋白介导的跨膜运输方式。
运动蛋白如细胞骨架和激动蛋白能够通过与细胞骨架的结合，将物质从一个细胞膜一侧转移到另一侧。
运动蛋白介导的跨膜运输是一种高效的物质运输方式，能够满足细胞对物质的快速需求。
物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程，通过不同的方式实现细胞内外环境的稳定。
主动运输能够精确调控细胞内外物质浓度，适应外界环境的变化；被动运输高效、快速，提高细胞对物质的利用效率；运动蛋白介导的跨膜运输通过运动蛋白的介导，实现物质在细胞膜之间的转移，为细胞提供了快速的物质运输通道。
物质跨膜运输方式
物质跨膜运输方式
物质跨膜运输是一种将物质穿越细胞膜的过程，使内质网壁外的物质能向生物细胞内
外流动，从而起到调节细胞内外环境的温度、p H 值、营养物等的作用。
物质跨膜运输方
式包括三种，分别是催化蛋白质载体介导的跨膜运输，水通道跨膜运输及穿孔膜跨膜运输。
催化蛋白质载体介导的跨膜运输是指有特殊分子蛋白质扮演中介，调节由细胞内向细
胞外的物质流动，蛋白质载体有输运载体、旻状共轭依赖载体、不可逆连取载体和ATP 抑制载体等，它们在细胞膜表面上构成一种催化蛋白质膜结构，并紧密合作，以达到调节细
胞营养物及其他物质流动的效果。
水通道跨膜运输是指水分子经跨膜水通道的运输方式，这种通道具有活性结构，能够
直接通过一定的水压差，向嵌入或与膜表面相连的细胞内外传递体液，从而达到调节细胞
内外浓度平衡，控制细胞环境的目的。
穿孔膜跨膜运输指的是通过穿孔膜的跨膜运输方式，此类膜由许多可穿透的小孔构成，这些孔就像一个滤网一样，可以吸收凝固物质和粒子，游离的大分子物质却会随着水的流
动而通过膜的小孔滤入细胞内或细胞外。
物质跨膜运输的方式是多种多样的，只有通过这些跨膜运输方式才能保持细胞外外界
环境和细胞内环境的平衡，从而使生物体能够正常运行和存在。
物质跨膜运输的方式
0
O2
0
O2
主动运输
主动运输
自由扩散或协助扩散 协助扩散或主动运输
载体蛋白有专一性且数量有限, 具有“饱和效应”
胞吞
消 耗 能 量
胞吐
消 耗 能 量
陕西省汉中中学
第3节 物质跨膜运输的方式
扩散
物质分子由高浓度区域 往低浓度区域移动，直 到均匀分布的现象就叫 扩散。
：
生物膜的结构模型示意图
概念：
物质通过简单扩散 作用进出细胞。
举例：
小分子物质：水、 O2、乙醇、CO2等
脂溶性物质：甘 油、苯、尿素等
1. 概念：
进出细胞的物质借 助载体蛋白的扩散
2. 举例：
葡萄糖、氨基酸 等进入红细胞膜
自由扩散
协助扩散
被 动 运 输
物质顺浓度梯度扩散进出细胞，统称 为被动运输。
1、概念：
细胞通过消耗化学反应所释放的能量，同时需要借助载体蛋白 的协助，从低浓度向高浓度一侧运输物质的方式。
小分子物质跨膜运输三种方式的比较
自由扩散 顺浓度梯度 高→低 不需要 不消耗 小分子物质 脂溶性物质 协助扩散 顺浓度梯度 高→低 需要载体协助 不消耗 氨基酸、核苷酸、 葡萄糖进入红细胞 主动运输 逆浓度梯度 低→高 需子进出细胞。 葡萄糖、氨基酸、核苷酸 进入小肠绒毛上皮细胞
影响跨膜运输速率的因素
运 输 速 率 运 输 速 率 运 输 速 率
0
浓度差
0
浓度差
0
能量
自由扩散
运 输 速 率
协助扩散
细 胞 内 物 质 浓 度
运 输 速 率
主动运输
运 输 速 率 0 细胞外物质浓度
细胞外物质浓度 0 时间
4.3物质跨膜运输的方式
尝试在下面几幅坐标图中画出物质 进出细胞不同方式的曲线图
运 输 速 率
浓度差
自由扩散
运 输 速 率
浓Hale Waihona Puke 差协助扩散运 输 速 率
能量
主动运输
载体有专一性且数量有限, 在协助扩散和主 动运输中,载体具有“饱和效应”
三、生物大分子的跨膜运输方式
1。胞吐
2。胞吞
胞吞
人体的白细胞吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红 细胞，都属于细胞的胞吞作用，对于人体起了免疫保 护的作用。
二、主动运输
（1）条件：从低浓度向高浓度一侧运转，需要 载体蛋白协助，同时需要消耗细胞内化学反应所 放出的能量 （2）特点：需要能量、需要载体蛋白（选择
性）、从低到高。
（3）例如：离子、葡萄糖、氨基酸
注意：载体种类和数量决定选择性，能量决定运
转速率
对比 比较三种物质运输方式的异同：
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
胞 吐
合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图
大分子运输特点：
1 运输形式：胞吞和胞吐 2 运输方向：与浓度无关 3 有无载体：不需要，细胞膜和囊泡 4 是否需要能量：需要，由ATP供能
大分子出入细胞的方式总结
大分子和颗粒性物质通过胞吞进入细胞， 通过胞吐向外分泌物质。
都需要能量，不需载体, 以小泡的形式进行
再厉！
4.如图所示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的 两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误 的是（ ）
A．若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ B．细胞的识别与②有关 C．适当提高温度将加快②和③的流动速度 D．图中b过程属于被动运输，a过程经过的结构是载
体蛋白
【高中生物】高中生物知识点：物质跨膜运输的方式
【高中生物】高中生物知识点：物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式：1.被动转运：物质在细胞内外的扩散是沿着浓度梯度进行的，称为被动转运，包括自由扩散和辅助扩散。
（1）自由扩散：物质通过简单的扩散进出细胞的方式。
(如：o二)（2）辅助扩散：通过载体蛋白扩散进入和离开细胞的物质。
（葡萄糖进出细胞的方式）2、主动运输：有能量消耗，并且需要有载体的帮助进出细胞的方式。
(小分子物质、离子)3.内吞和外吞：大分子颗粒物进入和离开细胞的方式。
物质进出细胞方式的比较：1.小分子和离子进入和离开细胞的方式物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度到低浓度高浓度到低浓度低浓度到高浓度需要承运人吗不需要需要需要它会消耗能量吗不消耗不消费消耗举个例子o二、co二、h二o、甘油乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等2.大分子物质和颗粒进入和离开细胞的方式(2)结构基础：细胞膜的流动性。
（3）条件：两者都需要能源消耗。
易错点拨：1.上表中的“高浓度”和“低浓度”是指传输离子或小分子本身的浓度，而不是其溶液的浓度。
2、被动运输的动力来自于细胞内外物质的浓度差，主动运输的动力来自atp。
3.内吞和外吞的结构基础是细胞膜的流动性。
像主动运输一样，内吞和外吞也需要能量供应。
如果分泌细胞中的ATP合成被阻断，胞吐就不能继续。
4、载体是细胞膜上的一种蛋白质，不同物质分子的运输载体不同，即载体具有专一性，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。
5.低浓度时，物质通过细胞膜的速度比自由扩散快得多，因为细胞膜上有能与特定物质结合的载体蛋白。
6、主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的物质，排出代谢所产生的废物和对细胞有害的物质，是一种对生命活动来说最重要的物质运输方式。
7.抑制载体蛋白的活性只会阻止载体蛋白运输的物质的运输，不会影响其他物质的运输。
8、若抑制呼吸作用，所有以主动运输跨膜的物质运输都会受到抑制。
4.3物质跨膜运输的方式
相同：顺浓度梯度，不消耗能量。 不同：协助扩散需要载体蛋白， 自由扩散不需要。
主动运输
二、主动运输
(1)方向： 低浓度 高浓度 (2)特征： ①逆浓度梯度运输 ②需要载体蛋白的协助 ③需要消耗能量(ATP) (3)例子： 小肠上皮细胞吸收葡 萄糖、氨基酸、核苷 酸
为了能维持生命活动的正 常进行，生物体主要靠主动运 输来获取营养物质。
第三节
物质跨膜运输的方式
物质跨膜运输的方式
氧气，二氧化碳 氮气，苯
水，甘油，乙醇 氨基酸，葡萄糖 核苷酸 氢离子，钠离子 钾离子，钙离子 氯离子，镁离子 碳酸氢根
一、被动运输 自由扩散
1、自由扩散 (1)方向： 高浓度 低浓度
(2)特征： ①顺浓度梯度运输 ②不需要载体 (3)例子： 水、气体、（甘油、乙 醇、苯等）脂溶性物质
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
答案：C
2．下列关于物质跨膜运输的描述，正确的是( A．白细胞通过跨膜运输的方式吞噬衰老的红细胞
)
B．大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞 内，并且要消耗能量
影响物质运输的因素
2.协助扩散 物质从高浓度向低浓度运输，当膜两侧浓度差 增加 运输速 率也随着增加，到一定时候，受 载体蛋白种类和数量 的
限制，就不再增加
外 细胞膜 浓度差
影响物质运输的因素
3.主动运输
物质从低浓度向高浓度运输，当膜两侧浓度差增加 运输速
率也随着增加，到一定时候，受载体蛋白种类和数量， 、 能量 的限制，就不再增加
C．当主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时，既
简述物质跨膜运输的方式
物质跨膜运输的方式1. 引言细胞是生命的基本单位，通过维持细胞内外物质的平衡来维持正常的生命活动。
细胞内外物质的交换主要通过细胞膜进行。
细胞膜是由磷脂和蛋白质构成的半透性结构，它能够选择性地对物质进行通透，同时通过不同的跨膜运输方式来实现物质的进出。
物质跨膜运输方式基本分为被动运输和主动运输两种。
被动运输是无需能量消耗的运输方式，物质通过浓度梯度进行自发的运输；主动运输则需要能量消耗，物质在浓度梯度之外进行运输。
本文将对这两种物质跨膜运输方式进行详细介绍。
2. 被动运输2.1 扩散扩散是物质在不使用外部能量的情况下，由高浓度区域自发向低浓度区域运动的过程。
细胞膜中的磷脂双层能够阻止大部分极性物质和荷电物质通过直接扩散，因此，只有非极性小分子和一些极性小分子可以通过扩散进出细胞。
在细胞膜中，扩散可以通过简单扩散和 facilitated diffusion（协助扩散）两种方式进行。
•简单扩散：不需要载体蛋白的帮助，物质直接通过细胞膜间的疏水性区域自由扩散。
这种扩散的速率取决于物质的浓度差和细胞膜的渗透性。
例如，氧气和二氧化碳就可以通过简单扩散进出细胞膜。
•协助扩散：需要依赖载体蛋白进行物质的跨膜运输。
载体蛋白通常与物质特异性结合，分为通道蛋白和载体蛋白两种。
–通道蛋白：这类蛋白质形成孔道或通道，允许特定离子或小分子通过。
通道蛋白分为离子通道和水通道。
离子通道可以通过细胞膜直接进入细胞，例如钾离子通道、钠离子通道等。
水通道是一种特殊的通道蛋白，被称为水蛋白或AQPs，它们允许水分子快速通过，从而调节细胞内外水分平衡。
–载体蛋白：这类蛋白质通过结合物质并发生构象变化来进行物质跨膜运输。
载体蛋白对物质选择性更强，通常是一种特定物质对应一种载体蛋白。
例如，葡萄糖跨膜转运就需要依赖葡萄糖载体蛋白进行。
2.2 渗透渗透是一种涉及溶液之间的扩散和浓度差的物质跨膜运输方式。
当细胞外和细胞内的溶液浓度不同时，水分子会从低浓度的溶液通过半透膜向高浓度的溶液移动，尝试达到溶液的平衡。
物质跨膜运输的方式
答案：B
14.一项研究发现，某植物根系对某营养物质的吸收与该物质
溶液浓度的关系如图所示。从图中曲线可以看出，在一定浓度
范围内，该植物根系对该物质的吸收速率随浓度增加而增加， 当达到P点后吸收速率不再增加。有人认为这种现象可表明该 植物根系对该物质的吸收方式为主动吸收，也有人认为是被动 吸收，请设计一个实验加以确定。
【答案】 C
3．(2011年日照一模)在适宜条件下，营养液中 氧含量变化对某植物K＋吸收速率影响的实验结果 如右图所示，由图可知该植物吸收K＋( )
A．需要消耗能量
B．不需载体协助
C．受环境温度高低的影响
D．与营养液中K＋浓度呈正相关
答案：A
下列哪些物质进出细胞时与细胞中的核糖体和线粒体 密切相关（ ）
胞膜的表面，这部分细胞内陷形成小囊，包围着大分子。 然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内 部。
消 耗 能 量
胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内 形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜 融合，将大分子排除细胞。
消 耗 能 量
物质跨膜运输三种方式的比较
小分子、 离子
自由扩散
协助扩散
答案：(1)①取甲、乙两组生长发育状况相同的植株，放入适宜浓
度的含有该营养物质的溶液中； ②甲组的根系给予正常的呼吸条件，乙组的根系完全抑制呼吸， 其他条件相同； ③一段时间后测定两组植株的根系对该物质的吸收速率。
(2)①若两组植株的根系对该物质的吸收速率一样，说明该植物的
根系对该物质不是主动吸收； ②若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，或者完全不吸收，说 明该植物根系对该物质是主动吸收。
(跨膜运输) 主动运输
胞吞 大分子物质 (膜泡运输) 胞吐
物质跨膜运输方式
变形虫的细胞内消化
原理：细胞膜的流动性Biblioteka 条件：需要消耗能量难关
第四关
冲刺起点
第一关
挑战一 下列物质以不同运输方式通过细胞膜的 是（ ） 恭喜你，答 不要灰心， A 甘油、二氧化碳 不要灰心， 不要灰心， 再来一次！ 对了！再接 再来一次！ 再来一次！ 再厉！ B 钾离子、氧气 C 氨基酸、钾离子 D 氯离子、钠离子
作用
被选择吸收的物质通过膜由高浓度一侧向低 浓度一侧转运
外 内
ATP
图例
举例
O2、CO2、H2O、乙醇、 乙二醇、脂肪酸、尿 素、甘油、苯等出入 细胞
葡萄糖进入红细胞
无机盐离子，葡萄糖、氨基酸、 核苷酸等小分子物质、
被动运输
物质出入 细胞的方式
运 输 速 率
主动运输
自由扩散
运 输 速 率
协助扩散
细 胞 内 浓 度
二、主动运输：
物质从低浓度一侧运输到高浓度的
一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需
要消耗细胞内化学反应所释放的能量，
这种方式叫做主动运输。
主动运输
比方：卡车载货上坡
外 细胞膜
能量
内
主动运输
主动运输的特点
1、方向： 低浓度 高浓度 2、特点：需要载体蛋白、能量 3、意义：能保证活细胞按照生命活动的 需要，主动地选择并吸收营养物质，排 出代谢产生的废物和对细胞有用的物质。
一、被动运输 被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度 的扩散方式。
自由扩散：物质通过简单的扩散作用
进出细胞。
协助扩散：进出细胞的物质借助
载体蛋白的扩散。
自由扩散
比方：球往低处滚
外 细胞膜 内
载体
细胞的跨膜物质运输的方式及特点
细胞的跨膜物质运输的方式及特点细胞膜是细胞的重要结构,它是细胞与外界环境交换物质和信息的重要场所。
细胞膜的选择性渗透性使得细胞能够控制物质的进出,从而维持细胞内环境的稳定性。
细胞的跨膜物质运输主要有以下几种方式:1. 简单扩散(Simple Diffusion)这是最基本的物质运输方式,不需要能量消耗。
小分子物质(如氧气、二氧化碳和水等)可以自由地通过细胞膜,从高浓度区向低浓度区扩散。
简单扩散的速率取决于浓度梯度、温度和膜的通透性。
2. 易化扩散(Facilitated Diffusion)对于一些极性较大或者分子量较大的物质(如葡萄糖、氨基酸等),细胞膜上存在特殊的蛋白质通道或载体蛋白,可以协助这些物质通过细胞膜。
易化扩散也不需要能量消耗,但需要特殊的载体蛋白。
3. 主动运输(Active Transport)对于一些必需的离子或分子,细胞需要耗费能量(ATP)将它们从低浓度区运输到高浓度区。
主动运输过程需要特殊的膜蛋白质(离子泵或转运蛋白),如Na+/K+泵等。
4. 胞吞作用(Endocytosis)细胞通过将细胞膜的一部分向内陷入,形成囊泡将一些较大的分子或颗粒包裹进入细胞内。
根据不同的细胞膜陷入方式,可分为三种类型:吞噬作用、细胞饮作用和液泡作用。
5. 胞吐作用(Exocytosis)细胞通过将内部的囊泡与细胞膜融合,将囊泡中的物质释放到细胞外。
这是细胞将合成的物质或不需要的物质排出的重要方式。
细胞的跨膜物质运输过程具有以下特点:- 保持细胞内环境的稳定性和动态平衡- 供给细胞所需的营养物质和能量- 排出代谢废物和有害物质- 调节细胞内外离子浓度- 参与细胞间的信号传递和物质交换细胞膜的选择性渗透性和精细的调控机制,使得细胞能够有序地进行各种生命活动,维持细胞的正常功能。
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3．下列物质中以相同方式通过细胞膜的是（ A）
A．甘油和二氧化碳
B．钠离子和水
C．氨基酸和水
D．葡萄糖和糖原
4．物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助 扩散的是（ D）。
A．由高浓度向低浓度扩散 B．需要载体 C．由低浓度向高浓度扩散 D．不需要载体 5．小肠上皮细胞含有大量的线粒体，与这一结构 特征相适应的细胞膜功能是（C）。 A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．渗透作用
量，所以被称为被动运输。
资料：
丽藻细胞液与池水的多 种离子浓度比
人红细胞中钾离子的 浓度比血浆高30倍； 钠离子的浓度只有血 浆的1／6；
甲状腺滤泡上皮细胞 内碘的浓度比血液高 20—25倍。
二、主动运输
从细胞膜低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助， 同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动 运输。
不需要消耗能量
如：
葡萄糖进入红细胞
P71思考与讨论
1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？ 不用。都是顺浓度的梯度跨膜运输。
2.自由扩散与协助扩散有什么异同？ 相同：都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要消耗能量 自由扩散不需要载体蛋白的参与； 不同： 协助扩散需要载体蛋白的参与。
3.为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能
Cl－ 离子种类
巩固练习
1．下列跨膜运输的生理活动中，属于主动运输的 是（ C）。
A．酒精进入胃黏膜细胞 B．二氧化碳由静脉血进入肺泡内 C．原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞 D．水分子进出细胞
2.下列物质进出细胞的过程与线粒体密切相关的是（ B）。
①酒精被胃黏膜吸收 ②细胞与内环境进行气体交换 ③肾小管壁上皮细胞吸收原尿中的葡萄糖 ④小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸 A．①② B．③④ C．②③④ D．①②③④
右图表示的是一个动物细 150 胞内外不同离子的相对浓 度。分析图表提供的信息， 结合本章所学知识，回答 100 问题。
1、哪种离子通过主动运输50
进入细胞？K+ Mg2+
0
2、哪种离子通过主动运输 Na＋
排出细胞？ Na+ Cl－Leabharlann 3、你是如何作出以上判断 的？
K＋ Mg2＋
细胞内 细胞外
以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大， 细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。
P70问题探讨
氧气，二氧化碳 氮气，苯
水，甘油，乙醇
氨基酸，葡萄糖 核苷酸
氢离子，钠离子 钾离子，钙离子 氯离子，镁离子
碳酸氢根
1、小分子和脂溶性物质很容易通过脂双层；较大的
分子和带电荷的离子不能通过合成的脂双层。
2、小肠上皮细胞上有能转运葡萄糖的载体蛋白。
自由扩散
物
被动运输
质 跨
协助扩散
膜
运
输
• 胞吞：当细胞摄取
大分子时，首先是 大分子附着在细胞 膜的表面，这部分 细胞内陷形成小囊， 包围着大分子。然 后小囊从细胞膜上 分离下来，形成囊 泡，进入细胞内部。
• 胞吐：细胞需要外排的大分子，先在 细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜
处，与细胞膜融合，将大分子排除细 胞。
P73技能训练
离子浓度/mmol.L －1
6．透析型人工肾起关键作用的是人工合成的血液
透析膜，其作用是能把病人血液中的代谢废物透 析掉，这是模拟了生物膜的（C）。
A．流动性特点 B．选择功能 C．选择透过功能 D．主动运输 7．葡萄糖进入红细胞的方式是（A）。 A．协助扩散 B．自由扩散 C．主动运输 D．渗透作用
特点：
逆浓度梯度运输
需要载体
需要消耗能量
如：
钠、钾等离子
方向 载体 能量 举例
自由扩散 高→低
不需要 不需要
水、CO2、O2、N2、 乙醇、甘油、苯、
脂肪酸、维生素D等
协助扩散 高→低 需要 不需要 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 需要
氨基酸、葡萄糖、 K+、Na+、Ca+等
大分子的运输
的
方 式
主动运输
一、被动运输：物质顺浓度梯度的扩散方式进出细胞
1、自由扩散：物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
特点：
顺浓度梯度运输
不需要载体
不需要消耗能量
如：
水、 O2、CO2、甘油、乙醇、苯等。
2、协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白质的扩散，叫 做协助扩散。
特点：
顺浓度梯度运输
需要载体参与